十字軸萬向節(jié)建模及有限元分析(共37頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 十字軸三維建模 1.建立直徑57高87的圓柱 1)單擊圓柱命令,指定矢量(+Z),和起始點(diǎn)(0,-43.5,0) 2)輸出直徑57,高度87 2. 在已有圓柱體的上下端面,建立直徑51,高9圓柱體 3.在上述階梯軸的上下端面,建立直徑45高30的圓柱體,得到如下模型 4.插入-關(guān)聯(lián)復(fù)制-實(shí)例特征-圓形陣列,選擇所有已經(jīng)建成的特征,確定,按圖示設(shè)定陣列參數(shù),確定,選擇‘點(diǎn)和軸’,選擇X軸,確定,得到如下模型 5.倒斜角,4x4 6.倒圓角R25 選擇交叉的4條邊,輸出如圖參數(shù) 7.單擊“孔命令,選擇任意兩個(gè)不平

2、行端面圓的圓心,按圖示設(shè)定參數(shù)后,確定 8.對每個(gè)孔倒斜角,1x1,得到最后的十字軸模型 萬向節(jié)叉三維建模 1.建立地面圓柱體直徑165高20 指定點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),指定矢量為+Z 2.拉伸耳環(huán)主體 1)選擇‘拉伸’,單擊截面中的‘繪制曲線’,選擇現(xiàn)有平面的YZ平面,進(jìn)入草繪環(huán)境。按照二維圖紙繪制拉伸截面,繪制完成后,單擊“完成草圖”退出草圖界面 2)按如下設(shè)置參數(shù)后,單擊‘確定’,完成耳環(huán)主體的拉伸,如圖 3.切除部分實(shí)體 1)選擇‘拉伸’,單擊截面中的‘繪制曲線’,選擇現(xiàn)有平面的XZ平面,進(jìn)入草繪環(huán)境。按照二維圖紙繪制拉伸截面,繪制完成后,單擊“完

3、成草圖”退出草圖界面 2)按如下設(shè)置參數(shù)(注:布爾運(yùn)算,選擇‘求差’),單擊‘確定’,完成耳環(huán)主體的拉伸,如圖 4. 切除部分實(shí)體 1)選擇‘拉伸’,單擊截面中的‘繪制曲線’,選擇現(xiàn)有平面的XZ平面,進(jìn)入草繪環(huán)境。按照二維圖紙繪制拉伸截面,繪制完成后,單擊“完成草圖”退出草圖界面 2)按如下設(shè)置參數(shù)(注:布爾運(yùn)算,選擇‘求差’),單擊‘確定’,完成耳環(huán)主體的拉伸,如圖 5.切除棱角 1)選擇‘拉伸’,單擊截面中的‘繪制曲線’,選擇現(xiàn)有平面的耳環(huán)端面,進(jìn)入草繪環(huán)境。按照二維圖紙繪制拉伸截面,繪制完成后,單擊“完成草圖”退出草圖界面 2)按如下設(shè)置參數(shù)(注:布爾

4、運(yùn)算,選擇‘無’),單擊‘確定’,完成棱角主體的拉伸,如圖 3)鏡像棱角 插入-關(guān)聯(lián)復(fù)制-鏡像特征,選擇建立的棱角特征,選擇鏡像平面為YZ平面,單擊確定,如圖 4)布爾差,在耳環(huán)主體上切除兩個(gè)棱角 單擊‘求差’命令,目標(biāo)體為耳環(huán)主體,到具體為兩個(gè)棱角體,單擊確定 6.建立法蘭孔 1)單擊‘孔’命令,‘位置’-單擊‘繪制截面’進(jìn)入草繪環(huán)境,按二位圖紙繪制八個(gè)孔的中心位置,在中心位置放置一個(gè)點(diǎn),完成草繪。 2)按照如圖設(shè)置參數(shù)后,單擊確定 7.建立連接體 1)單擊‘拉伸’命令,選擇,圓柱上表面,進(jìn)入草繪環(huán)境,在中心位置繪制一個(gè)直徑為105的圓,完成草繪。

5、 2)按照如圖設(shè)置參數(shù),選擇拔模角度為20,單擊確定。 8.將已建成的模型進(jìn)行布爾加運(yùn)算 9.生成底部空腔 單擊‘球’命令,指定點(diǎn)為整體坐標(biāo)原點(diǎn),直徑為90,布爾為‘求差’,單擊確定 10.建階梯孔 1)單擊‘拉伸’命令,在耳環(huán)端面,建立草繪平面,進(jìn)入草繪環(huán)境后,在中心處畫一個(gè)直徑51的圓,完成草繪。 2)按照如圖設(shè)置參數(shù),拉伸值為10,布爾求差。 3)同樣方法在另一個(gè)耳環(huán)端面建立階梯孔。效果如下 11.棱處理,倒圓角 1)在如圖所示的幾處位置到R5圓角 2)在如圖所示的幾處位置到R2圓角 通過以上建模步驟,得出萬向節(jié)叉的三維模型,顯示如

6、下圖 傳動(dòng)軸三維建模 1. 建立法蘭盤,起始點(diǎn)為原點(diǎn),指定矢量為+Z,建模參數(shù)如圖 2.建立階梯軸,直徑95長146 3. 建立階梯軸,直徑90長83 4. 建立階梯軸,直徑80長33 5.倒圓角R10 在圖示位置R10倒圓角 6. 倒圓角R1.5 在圖示位置R1.5倒圓角 7. 倒斜角2X2 在圖示位置倒2X2斜角 8.建立階梯軸(退刀槽)直徑60,長5 9.建立花鍵 1)單擊‘拉伸’,以小圓柱端面為草繪平面,進(jìn)入草繪環(huán)境,根據(jù)二維草圖,繪制花鍵截面,完成草圖,如圖 2)按照圖示設(shè)置參數(shù),拉伸花鍵 3)對

7、花鍵齒倒2x2斜角 10. 建立階梯軸,直徑30長42,并倒圓角R1.5 11.建立法蘭孔(方法同萬向節(jié)叉法蘭孔) 12.在YZ平面內(nèi)繪制回轉(zhuǎn)草圖。 單擊‘草圖’命令,選擇YZ平面,進(jìn)入草繪環(huán)境,根據(jù)二維草圖進(jìn)行繪制。 13.單擊‘回轉(zhuǎn)’命令,選擇草繪的曲線,選擇指定矢量為Z軸,指定點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),單擊確定。 14.拉伸耳環(huán)實(shí)體 1)單擊拉伸,選擇XZ平面,進(jìn)入草繪環(huán)境,按照二維圖紙進(jìn)行草繪,完成草圖 2)按照如圖設(shè)置,進(jìn)行拉伸,得到耳環(huán)實(shí)體 15.切除凸臺(tái) 1)單擊拉伸,選擇圓臺(tái)表面為草繪平面,進(jìn)入草繪環(huán)境,繪制曲線,如圖,完成草繪。 2

8、)按照如圖設(shè)置參數(shù),切除拉伸 16.切出耳環(huán)空腔 1)單擊‘拉伸’,以一側(cè)面為平面,參照圖紙,進(jìn)行草繪,曲線如圖,完成草繪 2)按照圖示參數(shù),切除實(shí)體 17.倒圓角R5,按照圖示部位,進(jìn)行倒圓角 18.建立通孔 選擇指定點(diǎn)為圓的圓心,以圖示數(shù)據(jù),進(jìn)行孔的切除 19.倒角1x1 通過以上建模過程,得到傳動(dòng)軸的三維模型 十字軸靜力學(xué)分析 1.模型的導(dǎo)入 1)模型的導(dǎo)出格式 十字軸在UG中建模完成后,將其導(dǎo)出為parasolid_.x_t格式(導(dǎo)出文件名和路徑為英文)。 文件-導(dǎo)出-parasolid,出現(xiàn)‘導(dǎo)出parasolid

9、對話框后,框選整個(gè)實(shí)體,單擊確定 在出現(xiàn)的對話框中,選擇保存路徑,輸入文件名,單擊OK。 2)模型導(dǎo)入 打開ANSYS_WORKBENCH界面,拖入靜力學(xué)分析模塊(static structural) 3)右鍵單擊Geometry--Import Geometry—browse,選擇十字軸的X-T模型,單擊確定 4)雙擊Geometry,進(jìn)入DM界面,單擊Generate,生成模型后關(guān)閉DM模塊 2.靜力學(xué)分析 1)雙擊Modal,進(jìn)入 2)網(wǎng)格劃分 單擊流程樹中的‘mesh’,在下方出對話框。設(shè)置如下參數(shù),其他默認(rèn) (1)relevance

10、 58 (2)relevance center medium 完成設(shè)置后,右鍵‘mesh’—generate mesh ,自動(dòng)生成網(wǎng)格,如圖 3)施加載荷及邊界條件 根據(jù)十字軸的工作狀態(tài),知作用于十字軸軸頸中點(diǎn)的力為58110.24N。分析過程中,將一對軸頸外圓周面施加固定約束,另一對軸頸外圓周面施加兩個(gè)等大反向的集中力,大小為58110.24N,方向垂直于軸線。 (1)單擊‘static structural(A5)’, ‘supports’—fixed support,選擇兩個(gè)圓柱面后,單擊‘a(chǎn)plly’,其他保持默認(rèn)。 (2)‘loads’—‘for

11、ce’,選擇第三個(gè)圓柱面,單擊‘a(chǎn)plly’,按如圖設(shè)置參數(shù) 輸入值為58110.24N,direction為如圖所示方向 (3)同樣方法設(shè)置另一個(gè)力 (4)通過上述設(shè)置,得到分析的載荷環(huán)境 3)靜力學(xué)求解 (1)單擊‘solution(A6)’,在工具欄中選擇‘stress’—equivalent stress’(等效應(yīng)力)、‘maxinum principal’(最大正應(yīng)力)和maxinum shear(最大剪應(yīng)力) (2)右鍵‘solution(A6)’,單擊‘solve’進(jìn)行求解 求解成功后,單擊equivalent stress查看等效應(yīng)力云圖,如圖。

12、可以看出最大的等效應(yīng)力為176.24Mpa 單擊maxinum principal’查看最大正應(yīng)力云圖,如圖。可以看出最大的正應(yīng)力為237.48Mpa(看做彎曲應(yīng)力參考值) 單擊maxinum shear’查看最大切應(yīng)力云圖,如圖??梢钥闯鲎畲蟮那袘?yīng)力為90.622Mpa(看做彎曲應(yīng)力參考值) 結(jié)論: 通過以上的靜力學(xué)分析,在已有的力學(xué)環(huán)境下,十字軸的應(yīng)力值均在需用應(yīng)力范圍內(nèi),即滿足使用要求。 萬向節(jié)叉靜力學(xué)分析 1.模型導(dǎo)入與上節(jié)相同 2.網(wǎng)格劃分 3.施加載荷及邊界條件 1)固定約束兩個(gè)孔的內(nèi)表面 2)由于萬向軸叉受扭,扭矩為1025N.M,所以

13、在法蘭盤外圓面施加力矩。 單擊‘loads’—moment,選擇法蘭盤外圓面,輸入力矩大小N.mm,其他默認(rèn),如圖。 3.求解 在求解樹里,一次插入,最大正應(yīng)力、最大切應(yīng)力、等效應(yīng)力,進(jìn)行求解 1)查看最大正應(yīng)力,最大為39.403Mpa 2)查看最大切應(yīng)力,最大為20.895Mpa 3)查看等效應(yīng)力,最大為39.155Mpa 傳動(dòng)軸靜力學(xué)分析 1.模型導(dǎo)入與上節(jié)相同 2.網(wǎng)格劃分 3.施加載荷及邊界條件 1)固定約束兩個(gè)孔的內(nèi)表面 2)由于傳動(dòng)軸軸叉受扭,扭矩為1025N.M,所以在花鍵小徑施加力矩。 單擊‘loads’—moment,選擇花鍵小徑表面,輸入力矩大小N.mm,其他默認(rèn),如圖。 3.求解 在求解樹里,一次插入,最大正應(yīng)力、最大切應(yīng)力、等效應(yīng)力,進(jìn)行求解 1)查看最大正應(yīng)力,最大為37.465Mpa 2)查看最大切應(yīng)力,最大為36.841Mpa 3)查看等效應(yīng)力,最大為63.811Mpa 專心---專注---專業(yè)

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